汽車電子電磁干擾(EMI)及其影響
加入技術交流群
汽車內使用的各種類型的電機都屬于感性負載。如：雨刮器驅動電機；汽車啟動電機；暖風電機等。這類負載特性電路如圖3。當感性負載的供電被突然切斷時，會產生反向瞬變電壓Vc，如圖4。線圈初始儲能越大，關斷速度越快，瞬變過電壓就越高。實測結果，一般Va為-100V～300V；is為0.2s～0.5s。
這種類型的干擾雖然不具有連續性，但是它的瞬變電壓的幅值相當大，偶爾的出現會對電子模塊造成嚴重影響，甚至損壞。前文中介紹的發電機調節器擊穿損壞就是因這種反向瞬變電壓造成的嚴重后果。
五、靜電放電對車內電子部件的干擾
人體會產生靜電，尤其在我國的北方地區，冬天氣候干燥，人體容易產生靜電。人體靜電遇到一些導體就會釋放出來。有直接放電，人們感覺不到。當靜電儲存到一定程度后，會通過空氣放電，甚至會有火花產生，人們就會有強烈的放電感覺。人們在使用汽車時，這種靜電放電現象是不可避免地會產生。
靜電的放電過程，既可能是正放電過程，也可能是負放電過程，其一放電特性如圖5。放電電壓U最高達1.5 kV～2.5kV；放電時間is，接觸放電：0.7 ns～1ns，空氣放電：0.7 ns～5ns；放電電流很小，nA級。
這種類型的干擾特點是：高電壓；短時間；微小電流。其干擾影響程度是巨大的，會使一些電子控制單元產生誤動作，嚴重的會損壞電子單元。如前文描述的安全氣囊的電子引爆控制器的誤動作。
六、部件或線纜間的相互耦合干擾
汽車中的各種線纜經常將他們捆綁成一束沿汽車內側布置，電源線中的瞬變干擾會耦合到信號線或控制線中，形成差模信號，會對車內ECU等電子模塊產生影響。這一點常被人們所忽視。
七、輻射干擾
干擾能量的電磁波輻射形式，人們比較熟悉。人們關注的頻率范圍是150kHz～1000MHz。其他頻段的千擾也是存在的，人們正在進行研究。
八、電磁干擾的抑制
電磁干擾的抑制措施的選用，首先考慮干擾源，要根據不同的干擾源的特點采取不同的抑制方式。如：點火系統的干擾；電源供電系統的干擾；電感性負載或開關性負載引起的干擾等。其次，考慮干擾的傳播途徑，這對采取有效地抑制措施非常重要。干擾的途徑可以是：通過供電系統的電纜；通過天線或各種導線；通過耦合；通過空間直接輻射電磁波等方式。 此外干擾抑制應充畔慮抑制成本。一般的處理方式，限制干擾源產生的干擾噪聲達到規定的合理范圍內；同時被干擾體應具有一定的抵抗干擾的能力，以達到相互共存、互不影響的狀態。無限制地加大干擾抑制會成倍地增加抑制成本，這在實際應用中是非常不可取的做法。
汽車電子電器部件的干擾抑制方式，一般規定若干等級限值，不同部件根據其特點和使用方式的不同，選擇一種合理的等級限值，以降低抑制成本。
對來自車內供電系統的干擾，一種簡單而有效的方法是利用蓄電池作為一個極低阻抗、大容量的瞬變電壓抑制器，吸收各種瞬變電壓產生的干擾能量。最好的方式是保證蓄電池電纜接線良好。若負極搭鐵，應保證搭鐵電阻值最小。見圖1和圖3，應盡可能保證線路阻抗RO達最小值，甚至為零。
對于線纜間耦合引起的干擾、，一種節省成本的方法是在車內布線時充分考慮合理而有效地布置線纜。最好的方式為將ECU控制線或信號線與電源線分開布置，以減小因耦合而引起．的干擾信號侵入。此外，采用屏蔽電纜的方式，也是避免外界電磁干擾侵入控制線和信號線的好方法。
對于電感性負載引起的干擾，抑制方式可以采用并聯一個適當數值的電容器，以消除反向過電壓。總體講，干擾抑制措施的方式有很多種，但歸納整理為：屏蔽、濾波、接地、阻尼。
九、結語
總之，汽車內電磁干擾及其產生的影響是重大的，關系到汽車安全可靠性。人們應該意識到現代電子化汽車中出現的許多新問題，在相當程度上與電磁干擾的影響有關。實際中，采取適當的干擾抑制措施，同時提高汽車電子電器部件的電磁抗擾特性，可以有效地提高汽車運行可靠性。
評論